CN117344225A - 一种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其包括钢基板、热镀锌层以及位于钢基板和热镀锌层之间的过渡层:所述过渡层包括锌铁金属间化合物,所述过渡层的平均厚度为热镀锌层厚度的2‑30%;所述热镀锌层中的晶粒呈等轴晶形貌,且平均晶粒尺寸小于热镀锌层厚度的30%;所述钢基板含有Fe和不可避免的杂质,此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:C:0.001‑0.06%,Mn:0.15‑1.5%,P:0.02‑0.07%,Nb:0‑0.03%,Ti 0‑0.03%。相应地,本发明还公开了上述冷轧热镀锌钢板的制造方法,其包括步骤:(1)制得钢基板;(2)连续退火;(3)热浸镀锌。本发明所制备的这种冷轧热镀锌钢板性能优异,其具有高表面反光性、高成形性、低成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板及其制造方法,尤其涉及一种冷轧热镀锌钢板及其制造方法。
背景技术
近年来,随着工业生产的迅速发展,冷轧热浸镀锌钢板的应用场景也变得越来越多。
热浸镀锌钢板的特点之一就是具有较好的耐蚀性。在当前所获得的热浸镀锌钢板中,热浸镀锌钢板表面的锌镀覆层会使钢基板与外界腐蚀环境进行隔绝,其在锌镀覆层与钢基板之间可以形成原电池,且能够通过牺牲阳极保护的原理实现钢基板耐蚀性的提高。
在实际制备热浸镀锌钢板时,研究人员通常采用的是对冷轧钢基板进行连续退火热浸镀锌的方式来制备热浸镀锌钢板。该制备方式生产效率较高,且可以有效降低生产成本。此外,在这种制造工艺中,本领域技术人员还可以通过调整连续退火过程中的带钢温度、冷速等工艺参数以及改变钢基板的成分,来实现较宽范围的钢基板力学性能的调整,以满足用户对钢基板强度、延伸率等方面的要求。
然而,现有技术中对于热浸镀锌钢板的外观特征,尤其是如何解决表面光泽度的技术方案并不多。公开号为CN106795612A,公开日为2017年5月31日,名称为“高强度热浸镀锌钢板”以及公开号为CN107075653A,公开日为2017年8月18日,名称为“高强度热浸镀锌钢板”的两篇专利文献公开了两种不同表面光泽度的高强度热浸镀锌钢板。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,该冷轧热镀锌钢板通过对自身钢基板、热镀锌层和位于钢基板和热镀锌层之间的过渡层的优化设计,可以无需进行后续处理即可具有高表面反光性能的优点,其成本较低,且钢板能够获得优良的成形性以及高耐蚀性。
为了实现上述目的,本发明提供了一种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其包括钢基板、热镀锌层以及位于钢基板和热镀锌层之间的过渡层:
所述过渡层包括锌铁金属间化合物,所述过渡层的平均厚度为热镀锌层厚度的2-30%;
所述热镀锌层中的晶粒呈等轴晶形貌,且平均晶粒尺寸小于热镀锌层厚度的30%;
所述钢基板含有Fe和不可避免的杂质,此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:C:0.001-0.06%,Mn:0.15-1.5%,P:0.02-0.07%,Nb:0-0.03%,Ti 0-0.03%。
在现有技术中,常规的热镀锌钢板的热镀锌层表面光泽度较低,其原因在于热镀锌层表面存在微观起伏,从而影响光的反射率。此外,常规的热镀锌钢板的热镀锌层的晶粒尺寸较大,在平行于带钢表面的平面内的晶粒尺寸通常大于镀层厚度。然而,发明人通过大量的研究与实践发现,当改变热镀锌层的微观结构,即减小热镀锌层的晶粒尺寸时,热镀锌层中的晶粒会呈等轴晶形貌,且热镀锌层的表面微观起伏会显著降低,从而增加表面的光泽度。
而改变热镀锌层微观结构及表面微观起伏程度的关键在于,通过调节热浸镀锌工艺使得锌液(即镀液)在钢基板表面凝固之前在锌液-钢基板界面处形成一层厚度适当的过渡层,且该过渡层中包含锌铁金属间化合物,以增加锌液凝固时的形核点,从而最终减小热镀锌层的晶粒尺寸。
在本发明所设计的这种冷轧热镀锌钢板中,其由热镀锌层、过渡层、钢基板三层组成,且过渡层包括锌铁金属间化合物,当过渡层厚度小于热镀锌层厚度的2%时,过渡层对热镀锌层微观结构的影响不显著,而当过渡层厚度大于热镀锌层厚度的30%时,过渡层会影响钢基板经过气刀吹扫时的钢基板表面液态锌的流动,造成热镀锌层局部厚度不均匀,从而降低镀层表面质量及光泽度。因此,在本发明中,具体控制过渡层的平均厚度为热镀锌层厚度的2-30%。
相应地,基于本发明的这种设计,其热镀锌层中的晶粒可以呈等轴晶形貌,且需要控制热镀锌层中的平均晶粒尺寸小于热镀锌层厚度的30%。这是因为:当热镀锌层中的平均晶粒尺寸大于热镀锌层厚度的30%时,会致使热镀锌层的表面微观起伏的效果不佳。
进一步地,本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的钢基板的各化学元素质量百分配比为:C:0.001-0.06%,Mn:0.15-1.5%,P:0.02-0.07%,Nb:0-0.03%,Ti 0-0.03%,余量为Fe和不可避免杂质
此外,在本发明上述技术方案中,发明人还进一步地设计了钢基板的化学元素的成分,上述成分设计的目的在于获得较宽强度级别范围,并且具有较好成形性且成本较低的钢基板。
具体地,在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,各化学元素的设计原理如下所述:
C:在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,C元素的含量会直接影响钢基板的强度与塑性。当钢中C元素含量过低时,不易精确控制其含量;而当钢中C元素含量过高时,则会导致钢材的韧性与塑性降低。因此,考虑到C元素对钢材性能的影响,在本发明中,将C元素的质量百分含量控制在0.001-0.06%之间。
Mn:在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,Mn是钢基板中的主要固溶强化元素之一,其不仅可以增加钢基板的强度,还可以提高钢基板的淬透性。当钢中Mn元素的含量过低时,则Mn的强化作用减弱;而当钢中Mn元素的含量过高时,则其所制备的钢基板强度偏高,延伸率降低,且Mn含量过高对钢基板可镀性不利。基于此,考虑到Mn元素含量对钢材性能的影响,必须严格控制Mn元素的含量,在本发明,将Mn元素的质量百分含量控制在0.15-1.5%之间。
P:在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,P是固溶强化元素之一,其可以有效提高钢基板的强度。但需要注意的是,钢中P元素含量也不宜过高,钢中P元素含量过高时,会降低钢基板的可镀性,且降低钢基板的韧性。此外,过高的P含量会抑制锌铁合金相的形成,不利于镀层光泽度的控制。因此,考虑到本技术方案中P元素对钢基板性能的影响,在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,将P的质量百分含量控制在0.02-0.07%之间。
Nb:在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,Nb元素通过与C、N结合形成Nb(C,N),可以有效抑制热加工过程中晶粒粗化,细化铁素体晶粒,提高钢基板强度与韧性。但需要注意的是,钢中Nb元素含量同样不宜过高,过量的Nb会提高再结晶温度,且增加钢基板的生产成本。因此,在本发明中,将Nb元素的质量百分含量控制在0-0.03%之间。
Ti:在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,Ti元素通过与C、N结合形成的Ti(C,N),可以有效细化钢基板的组织。但需要注意的是,钢中Ti元素含量也不宜过高,过量的Ti会增加上述析出物尺寸,进而降低钢基板的延展性,且增加生产成本。因此,为了发挥Ti元素的有益效果,在本发明所述的冷轧热镀锌钢板的钢基板中,将Ti元素的质量百分含量控制在0-0.03%之间。
进一步地,在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,所述锌铁金属间化合物在过渡层中所占体积比例大于70%。
进一步地,在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,所述过渡层还包括铁铝金属间化合物。
在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,过渡层可以具体由锌铁合金属间化合物与铁铝金属间化合物组成,其中影响锌液形核凝固及锌镀覆层微观结构的是锌铁金属间化合物,因此锌铁金属间化合物在过渡层中所占体积比例需大于70%。此外,铁铝金属间化合物是由于钢基板与镀液中的Al元素反应而形成,其形成无法完全避免。
进一步地,在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,所述热镀锌层厚度为5-25μm。
在本发明所设计的这种冷轧热镀锌钢板中,当热镀锌层厚度小于5μm时,则钢板无法达到优良的耐蚀效果;而当热镀锌层的厚度大于25μm时,则钢基板宽度方向的边部与中部的镀层厚度均匀性不易控制,且成本过高。因此,在本发明中,可以优选地将热镀锌层厚度控制在5-25μm之间。
进一步地,在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,所述热镀锌层的成分质量百分比为:Al 0.1-0.3%,其余为Zn及不可避免的杂质。
在本发明上述技术方案中,发明人通过对镀液进行设计,可以进一步确保所形成热镀锌层中含有质量百分比为0.1-0.3%的Al元素,其余为Zn及不可避免的杂质。在这种设计方案中,由于镀液中添加了少量Al元素,因此热镀锌层中不可避免地会具有Al元素。
需要说明的是,当所形成的热镀锌层中的Al元素含量过高时,则Al元素会在热镀锌层表面富集并形成氧化铝膜,从而降低表面光泽度,因此,优选地将本发明热镀锌层中的Al的质量百分比控制在0.1-0.3%之间。
进一步地,在本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板中,其表面的平均光泽度值大于400光泽单位。
相应地,本发明的另一目的在于提供本发明上述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的制造方法,采用该制造方法所获得的冷轧热镀锌钢板,在高表面反光性能优点的同时,还具有较低的生产成本,同时还具有优良的成形性以及高耐蚀性。
为了实现上述目的,本发明提出了上述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的制造方法,其包括步骤:
(1)制得钢基板;
(2)连续退火:带钢加热至均热温度650-850℃后保温30-180s;
(3)热浸镀锌:其中镀液中Al元素的质量百分含量为0.10-0.14%;钢基板在镀液内浸入的总时间为1-5s;钢基板出锌锅后以大于6℃/s的冷速冷却至≤250℃。
在本发明所设计的这种技术方案中,发明人对钢基板的制造工艺并无特殊限定,本领域技术人员可以采用常规的技术手段,根据所设计的钢基板的化学成分设计,对应制得板材。
在某些具体的实施方式中,本领域技术人员可以按照本发明所设计的化学成分进行冶炼,并具体采用1150-1250℃加热铸坯,控制保温时间为0.5-3h,热轧终轧温度850-950℃,然后在500-700℃下进行卷取,随后将热轧卷进行酸洗及冷轧,并将最终的冷轧压下量控制在30-90%之间,以制备所需的钢基板。
在本发明上述技术方案中,在步骤(2)的连续退火工艺中,针对均热温度和保温时间的选取主要是为了得到合适的力学性能与优良的表面可镀性。当均热温度低于650℃,保温时间低于30s时,冷轧后的钢基板无法充分再结晶,降低钢基板的成形性。当均热温度高于850℃,保温时间大于180s时,会发生钢基板中的晶粒粗化,降低钢基板强度与韧性,并且钢基板中的合金元素向表面扩散的量较大,对钢基板表面可镀性不利。
此外,在本发明步骤(3)的热浸镀锌工艺中,可以具体地控制镀液中有效Al的质量百分含量为0.10-0.14%。这是因为,当镀液中的有效Al含量过低,低于0.10%时,则钢基板与锌液(即镀液)之间发生的化学反应速度过快,在钢基板与锌液界面所形成的锌铁金属间化合物的厚度不易控制,从而影响锌液在钢基板表面的流动性,最终降低镀层厚度均匀性及镀层表面光泽度。此外,当镀液中的Al含量过低时,钢基板中溶解到镀液中的Fe元素容易在镀液中形成底渣,增加镀层表面缺陷发生率。而当镀液中的Al含量过高,高于0.14%时,带钢进入镀液后会与镀液中的Al元素形成较厚且致密的铁铝金属间化合物层,从而抑制锌铁金属间化合物的形成,进而无法实现提高镀层表面光泽度的效果。
另外,在步骤(3)中,还需要具体地控制钢基板在镀液内浸入的时间为1-5s。若钢基板在镀液内浸入时间太短,则锌铁金属间化合物过渡层的厚度太薄或过渡层中的锌铁金属间化合物在过渡层中所占体积比例太低,从而无法起到提高反光度的效果。若钢基板在镀液内浸入时间太长,则钢基板与镀液之间形成的铁铝化合物的量会增加,并抑制锌铁金属间化合物的生产,从而导致锌铁金属间化合物在带钢表面的厚度分布不均匀,降低镀层表面光泽度。
相应地,在本发明所设计的这种热浸镀锌工艺中,还需要在钢基板出锌锅后,控制其以大于6℃/s的冷速冷却至250℃及以下。这是因为:当冷速太慢时,则所形成的锌铁金属间化合物厚度容易偏高,并且锌金属层中的晶粒尺寸容易偏大,从而不利于光泽度的提高。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(2)中,加热段和保温段中的气氛为N2、H2和H2O混合气体,其中H2体积含量为1-20%,露点为-50-20℃。
在本发明所设计的这种制造方法中,在加热段和保温段中能够以N2、H2和H2O混合气体作为气氛,其中,H2体积含量与露点的选取是为了使钢基板获得较好的可镀性。当所设计的H2体积含量小于1%时,则无法有效还原冷轧钢基板表面的残留氧化铁薄膜,不利于镀液在钢基板表面浸润;而当H2体积含量大于20%时,将会增加安全隐患与成本。
此外,由于退火炉内无法完全避免气体杂质H2O的存在,并且退火气氛中的H2会与炉内的无法避免的气体杂质O2反应形成H2O,所以退火炉内的露点难以保证在-50℃以下;当露点高于20℃时,则钢基板中的铁元素会与H2O反应形成氧化铁,进而降低钢基板与镀液间的浸润性及镀层附着力。因此,在本发明所设计的这种技术方案中,可以将退火气氛中的露点限定在-50-20℃。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(2)中,若钢基板中的Mn质量百分比含量大于1.0%时,控制加热段和保温段中的气氛露点大于-10℃。
在本发明上述技术方案中,当钢基板中的Mn质量百分比含量大于1.0%时,进一步控制加热段和保温段中的气氛露点大于-10℃的原因在于:当退火气氛露点较低时,钢基板中的Mn元素容易在钢基板表面发生偏聚,并跟气氛中的H2O反应在钢基板表面形成含Mn氧化物薄膜,降低镀液在钢基板表面的浸润性,从而会导致漏镀等缺陷,降低镀层表面质量;而当退火气氛中的露点较高时,O元素向钢基板内部扩散通量增加,Mn元素会在钢基板内与O元素结合形成氧化物析出相,这在一定程度上会使得Mn元素无法在钢基板表面偏聚。
因此,为了尽可能降低含Mn氧化物在钢基板表面的量,当钢基板中Mn的质量百分比大于1.0%时,将加热段和保温段中的气氛露点控制在-10℃以上。
进一步地,在本发明所述的制造方法中,在步骤(3)中,控制镀液温度为450-470℃,入锌锅时钢基板温度与镀液温度差值小于10℃。
在本发明上述技术方案中,可以控制镀液温度为450-470℃,这是因为:当镀液温度过低时,镀液流动性不佳,不易控制镀层厚度均匀性;而当镀液温度过高时,锌液蒸发速率加剧,容易在炉鼻子内产生锌灰从而增加露铁等镀层缺陷;此外,高镀液温度导致锌锅加热能耗提高,不利于降低生产成本。因此优选地,镀液温度控制在450-470℃之间。
此外,当入锌锅时带钢温度与镀液温度差值较大时会增加锌锅热平衡管理难度,并且也会促进锌渣的形成,从而带来镀层缺陷影响成品表面质量。因此优选地,可以将入锌锅时钢基板温度与镀液温度差值控制在10℃以内。
相较于现有技术,本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板及其制造方法具有如下所述的优点以及有益效果:
本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板通过对自身钢基板、热镀锌层和位于钢基板和热镀锌层之间的过渡层的优化设计,可以无需进行后续处理即可具有高表面反光性能的优点,其成本较低,且钢板能够获得优良的成形性以及高耐蚀性。
不同于现有技术中所设计的常规热镀锌钢板,本发明所设计的这种冷轧热镀锌钢板成本较低,且表面光泽度更高,其表面的光泽度值大于400光泽单位(折射率为1.567的抛光黑色玻璃在几何角度为60度下,设定其镜面光泽度值为100光泽单位),且具有较高的耐蚀性和优良的成形性,拥有十分广阔的推广应用前景和使用价值。
附图说明
图1示意性地显示了本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的结构示意图。
图2为实施例1的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的实际截面金相扫描电镜背散射电子图像。
图3为实施例1的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板去除热镀锌层后的过渡层表面扫描电镜二次电子图像。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例和说明书附图对本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板及其制造方法做进一步的解释和说明,然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
实施例1-8和对比例1-7
在本发明中,实施例1-8的冷轧热镀锌钢板和对比例1-7的对比镀锌钢板所对应的钢基板均采用下述表1所示的化学元素成分设计。
表1.(wt%,余量为Fe和其他不可避免的杂质元素)
本发明所述的实施例1-8的冷轧热镀锌钢板和对比例1-7的对比镀锌钢板均采用以下步骤制得:
(1)制得钢基板:按照表1所示的化学成分进行冶炼,并控制采用1150-1250℃加热铸坯,控制保温时间为0.5-3h,热轧终轧温度850-950℃,然后在500-700℃下进行卷取,随后将热轧卷进行酸洗及冷轧,并控制最终冷轧压下量在30-90%之间。
(2)对钢基板进行连续退火:以平均10℃/s的升温速率加热至650-850℃,然后保温30-180s,其中加热段与保温段的气氛采用N2、H2和H2O混合气体,且H2的体积含量为1-20%,气氛露点为-50-20℃。
(3)热浸镀锌:退火后的带钢以40℃/s在N2、10%体积含量H2和H2O的混合气体中冷却至带钢入锌锅温度,在入锌锅温度下保温15s后将带钢进入锌锅中的镀液进行热浸镀。其中,镀液温度保持在450-470℃,入锌锅温度与镀液温度的差值不超过10℃,镀液中Al元素的质量百分含量为0.10-0.14%,余量为Zn及不可避免的杂质。钢基板在镀液中的浸润时间控制在1-5s,钢基板离开镀液后迅速经过气刀吹扫以控制热镀锌层的厚度在5-25微米之间,随后以高于6℃/s的平均冷速将带钢冷却至250℃或以下。
在本发明中,通过上述步骤(3)的浸镀锌工艺可以在钢基板的表面有效形成热镀锌层,并且在热镀锌层与钢基板之间还会形成一层含有锌铁金属间化合物和铁铝金属间化合物的过渡层。
需要说明的是,实施例1-8的冷轧热镀锌钢板的化学成分设计以及相关工艺均满足本发明所设计的规范要求。而对比例1-7的对比热镀锌钢板所采用的步骤虽然也是上述步骤(1)-(3)进行制备,但在对比例1-7的对比热镀锌钢板所采用的具体工艺中,均存在不满足本发明设计要求的参数。
表2-1和表2-2列出了实施例1-8的冷轧热镀锌钢板和对比例1-7的对比热镀锌钢板的具体工艺参数。
表2-1.
表2-2.
将经过上述工艺步骤得到的成品实施例1-8的冷轧热镀锌钢板和对比例1-7的对比镀锌钢板分别取样,并对各实施例和对比例样品镀锌钢板进行观察和分析,以准确的分析所制备的镀锌钢板的特性。
在本发明中,发明人对所得各实施例1-8和对比例1-7的热镀锌钢板通过目视对镀覆外观进行判定,并将镀覆均匀、漏镀点较少、点渣缺陷较少的情况判定为“良好”,即外观“OK”;将存在镀覆不均、漏镀区域面积较大、点渣缺陷数量较多等外观不良的情况判定为“不良”,即外观“NG”。相关判定观察结果列于下述表3之中。
此外,基于ASTM D 523标准,发明人利用BYK4561微型光泽度仪对热镀锌钢板表面测定60度镜面光泽度,以获得实施例1-8和对比例1-7钢板表面的平均光泽度值。其中,将折射率为1.567的抛光黑色玻璃在几何角度为60度下的镜面光泽度值设定为100光泽单位。
此外,在本发明中,还对过渡层的平均厚度进行了测量,其通过拍摄对应的热镀锌钢板截面金相的扫描电镜背散射电子像并测量而得。其中,过渡层厚度,尤其是锌铁化合物厚度的测量需先用0.5%硝酸酒精溶液将截面金相试样腐蚀5s,然后拍摄扫描电镜背散射电子像,最后通过图像解析软件对所得图像进行解析,以获得过渡层的平均厚度。相关检测结果列于下述表3之中。
相应地,过渡层中铁铝化合物厚度的定量,可以具体通过辉光放电光谱仪测得Al元素的深度分布图,以将热镀锌层-钢基板界面位置观察到的Al元素富集峰积分,并以Fe2Al5化学式中的原子配比将积分面积换算成厚度。
另外,关于热镀锌层中的晶粒形貌观察与平均晶粒尺寸测定,可以具体通过EBSD测试得到的反极图测量而得,其中观察发现,各实施例热镀锌层中的晶粒呈等轴晶形貌,且其平均晶粒尺寸均小于热镀锌层厚度的30%。而关于实施例1-8和对比例1-7的钢板的热镀锌层中的Al含量,则可以利用含有抑制剂的稀盐酸将热镀锌层剥离,然后利用ICP发射光谱法进行定量。
表3列出了针对实施例1-8的冷轧热镀锌钢板和对比例1-7的对比镀锌钢板的观察和分析结果。
表3.
需要说明是,表3中所列出的测得的热镀锌层中Al含量要高于表2-2中镀液中有效Al含量,是因为在测量热镀锌层中的Al含量时,会不可避免地带入过渡层中的Al。
从上述表3可以看出,相较于对比例1-7,实施例1-8所设计的这种冷轧热镀锌钢板具有更加优异的综合性能,实施例1-8的冷轧热镀锌钢板的表面外观均为“OK”,即其镀覆均匀、漏镀点较少且点渣缺陷较少。而对比例1-7则存在表面外观质量不佳的情况。
此外,通过观察分析发现,在本发明中,实施例1-8的冷轧热镀锌钢板过渡层均包括锌铁金属间化合物,且锌铁金属间化合物在过渡层中所占体积比例大于70%。另外,在本发明所设计的这种实施例1-8的冷轧热镀锌钢板中,其热镀锌层厚度为5-25μm,过渡层的平均厚度为热镀锌层厚度的2-30%,所得的热镀锌层中的晶粒呈等轴晶形貌,且平均晶粒尺寸小于热镀锌层厚度的30%。
相应地,通过研究分析不难发现,在本发明中,实施例1-8的冷轧热镀锌钢板的热镀锌层中Al元素的含量在0.1-0.3%之间,其具有十分优异的表面光泽度,其表面的平均光泽度值大于400光泽单位。
而对比例1-7存在过渡层平均厚度不为热镀锌层厚度的2-30%的情况,且存在表面平均光泽度值小于400光泽单位或外观NG的情况。
图1示意性地显示了本发明所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的结构示意图。
从图1中可以看出,在本发明中,本发明所设计的这种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板可以具体包括:钢基板1和位于表面的热镀锌层3,并且在钢基板1与热镀锌层3中间还具有一层过渡层2。其中,该过渡层2是由锌铁金属间化合物与铁铝金属间化合物共同组成。
图2为实施例1的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的实际截面金相扫描电镜背散射电子图像。
如图2所示,在扫描电镜下,该实施例1的冷轧热镀锌钢板仍然具有三层结构,即图2所示的钢基板C、热镀锌层A以及位于钢基板C和热镀锌层A之间的过渡层B。
图3为实施例1的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板去除热镀锌层后的过渡层表面扫描电镜二次电子图像。
如图3所示,在该实施例方式中,实施例1的冷轧热镀锌钢板可以在添加了缓蚀剂的稀盐酸中去除掉表面的热镀锌层,在去除表面的热镀锌层后,可观察到主要由锌铁金属间化合物组成的过渡层。
需要说明的是,本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式,本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合,除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是,以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例,随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的,均应属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其包括钢基板、热镀锌层以及位于钢基板和热镀锌层之间的过渡层,其特征在于:
所述过渡层包括锌铁金属间化合物,所述过渡层的平均厚度为热镀锌层厚度的2-30%;
所述热镀锌层中的晶粒呈等轴晶形貌,且平均晶粒尺寸小于热镀锌层厚度的30%;
所述钢基板含有Fe和不可避免的杂质,此外还含有质量百分含量如下的下述各化学元素:C:0.001-0.06%,Mn:0.15-1.5%,P:0.02-0.07%,Nb:0-0.03%,Ti 0-0.03%。
2.如权利要求1所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,所述锌铁金属间化合物在过渡层中所占体积比例大于70%。
3.如权利要求1所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,所述过渡层还包括铁铝金属间化合物。
4.如权利要求1所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,所述热镀锌层厚度为5-25μm。
5.如权利要求1所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,所述热镀锌层的成分质量百分比为:Al 0.1-0.3%,其余为Zn及不可避免的杂质。
6.如权利要求1所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,所述钢基板的各化学元素质量百分配比为:C:0.001-0.06%,Mn:0.15-1.5%,P:0.02-0.07%,Nb:0-0.03%,Ti 0-0.03%,余量为Fe和不可避免杂质。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板,其特征在于,其表面的平均光泽度值大于400光泽单位。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的高表面光泽度的冷轧热镀锌钢板的制造方法,其特征在于,其包括步骤:
(1)制得钢基板;
(2)连续退火:带钢加热至均热温度650-850℃后保温30-180s;
(3)热浸镀锌:其中镀液中Al元素的质量百分含量为0.10-0.14%;钢基板在镀液内浸入的总时间为1-5s;钢基板出锌锅后以大于6℃/s的冷速冷却至≤250℃。
9.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于,在步骤(2)中,加热段和保温段中的气氛为N2、H2和H2O混合气体,其中H2体积含量为1-20%,露点为-50~20℃。
10.如权利要求9所述的制造方法,其特征在于,在步骤(2)中,若钢基板中的Mn质量百分比含量大于1.0%时,控制加热段和保温段中的气氛露点大于-10℃。
11.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于,在步骤(3)中,控制镀液温度为450-470℃,入锌锅时钢基板温度与镀液温度差值小于10℃。
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